ビュー: 0 著者: ZERNE Battery Technical Content Team 公開時間: 2026-08-17 起源: サイト
カスタムリチウム電池プロジェクトは、購入者が必要な容量を知らないために失敗することはほとんどありません。多くの場合、問題は初期仕様が不完全なときに始まります。
OEM チームは、目標の電圧と容量を提供しますが、バッテリー収納部、ピーク電流、コネクタの位置、充電方法、動作温度、または保護要件を省略する場合があります。サプライヤーは仮定に基づいて見積書を作成する場合があります。これらの仮定により、サンプリング、デバイスの統合、または大量生産の際に問題が発生する可能性があります。
したがって、実際的なカスタムバッテリー設計プロセスは、完全なプロジェクト概要から始める必要があります。目標は、購入者にすべての技術的な詳細を単独で決定させることではありません。目標は、メーカーが実現可能性を評価し、適切なバッテリー アーキテクチャを推奨し、まだ確認が必要な要件を特定するために十分な信頼できる情報を提供することです。
このチェックリストには、見積もりまたはカスタム バッテリー サンプルをリクエストする前に必要な主な情報が記載されています。
OEM 購入者は通常、次の情報を準備する必要があります。
要件 |
提供する情報 |
|---|---|
応用 |
デバイスの種類、動作条件、および使用目的 |
電圧 |
公称電圧、動作電圧、充電電圧 |
容量 |
必要な容量、エネルギー、目標実行時間 |
現在 |
通常電流、連続電流、ピーク電流、起動電流 |
寸法 |
最大の長さ、幅、厚さ、重量 |
インタフェース |
コネクタ、ケーブル長、電線取り出し位置、通信ニーズ |
保護 |
PCM、BMS、NTC、温度保護、およびバランス要件 |
環境 |
使用温度、保管条件、振動、湿度 |
生産 |
試作数量、生産予定数量、目標スケジュール |
コンプライアンス |
必要な試験報告書、輸送書類、市場要件 |
プロジェクト情報が完全であればあるほど、 カスタム リチウム イオン バッテリーを評価することが容易になります。 設計、見積り、サンプリング、生産前に
バッテリーは、独立したコンポーネントとして選択するのではなく、デバイスに合わせて設計する必要があります。
まず次のことについて説明します。
デバイスの機能。
動作頻度。
継続的に動作するか断続的に動作するか。
スタンバイ モードとアクティブ モードがあるかどうか。
ポータブル、固定、ウェアラブル、または産業用であっても。
バッテリーが交換可能か永続的に取り付けられるか。
デバイスが無線で通信するかどうか。
バッテリーが振動、衝撃、湿気、温度変化にさらされているかどうか。
たとえば、GPS トラッカーはほとんどの時間をスタンバイ状態に費やしますが、測位とデータ送信には短時間の高電流を必要とします。医療機器には、安定した出力と慎重に制御された保護が必要な場合があります。ウェアラブル製品では、厚さ、重量、柔軟性、快適さがより重要視される場合があります。
アプリケーション情報は、メーカーが容量、現在の需要、サイズ、保護、予想される実行時間の関係を評価するのに役立ちます。
電圧は、最初に確認する必要がある仕様の 1 つです。
仕様では以下を区別する必要があります。
公称電圧;
通常の動作電圧。
フル充電電圧。
カットオフ電圧。
デバイスの入力電圧範囲。
充電器の出力要件。
デバイスは、単一セル バッテリまたはマルチセル バッテリ パックを中心に設計される場合があります。必要な電圧は、セル構成、保護回路、充電システム、コネクタ、およびバッテリー管理戦略に影響を与える可能性があります。
デバイスと充電器がその電圧をどのように使用するかを説明せずに、「12 V バッテリー」などの語句だけを提供しないでください。また、メーカーは、デバイスが放電中の電圧変動を許容するかどうか、および安定化された出力が必要かどうかを知る必要もあります。
電圧の不一致により、次のような問題が発生する可能性があります。
充電に互換性がない。
デバイスのシャットダウン。
使用可能な容量の減少。
過剰な電流需要。
保護の有効化。
追加の電力変換要件。
したがって、電圧はデバイスの電源入力および充電設計と合わせて検討する必要があります。
容量は通常、ミリアンペア時間 (mAh) で表されます。容量が大きいほど、より長い実行時間をサポートできますが、バッテリーのサイズ、重量、コスト、充電時間も増加する可能性があります。
可能な場合は、次の情報を提供してください。
必要な容量 (mAh または Ah)。
ターゲットランタイム。
平均動作電流。
スタンバイ電流。
ピーク電流持続時間。
デューティサイクル。
予想されるバッテリー残量。
充電頻度。
許容可能なバッテリー重量。
高電力アプリケーションの場合は、エネルギーをワット時で議論することも役立つ場合があります。
エネルギー(Wh)=公称電圧(V)×容量(Ah)
バッテリーの使用可能な実行時間は、公称容量だけでなく、デバイスの負荷、動作温度、放電率、カットオフ設定、充電条件、システム効率にも依存します。
有用な OEM 仕様は、単に次のように述べるべきではありません。
必要なバッテリー: 3.7 V、2,000 mAh。
それは次のように説明するはずです:
このデバイスには、システムと互換性のある公称電圧、約 2,000 mAh の目標容量、定義された動作電流、ピーク電流要件、および指定された動作条件下で予想される最小実行時間を備えた充電式バッテリが必要です。
最終的な容量はカタログ値だけで選ぶのではなく、サンプルテストなどによりご確認ください。
電流需要は、セルの選択、電圧降下、内部抵抗、保護設定、および熱挙動に影響します。
設計概要では次のことを区別する必要があります。
通常の動作電流。
連続最大電流。
ピーク電流。
起動電流または突入電流。
ピーク電流持続時間。
ピークイベントの頻度。
充電電流。
平均消費電流が低いデバイスでも、短期的にははるかに大きな電流を供給できるバッテリーが必要な場合があります。これが設計段階で特定されない場合、バッテリーに過度の電圧降下が発生したり、過電流保護が作動したりする可能性があります。
ピーク電流は期間とともに説明する必要があります。例えば：
通常動作の場合は 2 A。
5 3 秒間のピーク。
ピーク イベントは 10 分ごとに繰り返されます。
この情報は、「高電流バッテリー」などの一般的な説明よりも役立ちます。
機械的なフィット感はカスタムバッテリー設計の中核部分です。
以下を含む、バッテリー収納部の図面、3D モデル、または正確な測定値を提供してください。
最大長。
最大幅。
最大厚さ;
利用可能な高さ;
取り付け方向。
取り付けポイント。
保存方法。
バッテリー周囲のクリアランス。
保護ボード用のスペース。
コネクタとワイヤ用のスペース。
ケーブル配線。
交換または点検のためのアクセス。
空のコンパートメントのみを測定しないでください。設計では次のことも考慮する必要があります。
絶縁;
保護材;
コネクタの高さ;
ケーブルの曲げ半径。
製造公差。
組み立てクリアランス。
熱放散;
機械的圧縮。
製造中に寸法が変動する可能性があります。
小型製品の場合、セルの寸法が正しく見えても、コネクタの位置やケーブルの引き出し方向の違いにより、バッテリーが装着できない場合があります。
ゼルネさん カスタムのリチウム電池ソリューションは、 必要な寸法、容量、保護システム、コネクタ、およびアプリケーション条件に従って評価できます。最終的な設計は、実際のデバイスのエンクロージャと照らし合わせて確認する必要があります。
カスタム リチウム バッテリーは、標準的な長方形形式、薄型形式、湾曲したデザイン、または機器に適した別の形状を使用できます。
仕様では、バッテリーが以下を必要とするかどうかを特定する必要があります。
標準的な長方形の形状。
薄くてフラットな構造。
湾曲または成形された形状。
マルチセルバッテリーパック。
取り外し可能なケース。
堅牢な筐体。
カスタム取り付け構造。
特定のセルの方向。
デバイスの構造と製造要件に基づいて選択する必要があります。形状を完全にカスタマイズすると、スペースの利用率が向上する可能性がありますが、工具、組み立て、検査、梱包、生産の一貫性に影響を与える可能性もあります。
通常の長方形のコンパートメントの場合は、標準構造の方が実用的かもしれません。不規則なデバイスや非常にコンパクトなデバイスの場合は、成形されたバッテリーや薄いバッテリーの方が統合性が向上する可能性があります。
OEM チームは、完全にカスタマイズされた構造に取り組む前に、製品間のトレードオフを比較することもできます。 カスタムリチウムバッテリーと既製バッテリーパック.
設計では、バッテリー パックに以下が必要かどうかも定義する必要があります。
直列接続。
並列接続。
直並列構成。
セルのマッチング。
別個の保護ボード。
通信可能なBMS。
コネクタはバッテリーインターフェースの一部であるため、サンプリング前に確認する必要があります。
提供する：
必要に応じて、コネクタのブランドまたはシリーズ。
ピンの数。
コネクタの向き。
コネクタの位置。
ケーブルの長さ;
ワイヤーゲージ;
ワイヤー出口方向;
極性;
リード要件のバランスをとる。
充電リードと放電リードの配置。
バッテリーの電圧と容量が適切であっても、コネクターがメインボードと互換性がない、またはケーブルが間違った側から出ているために、デバイスの統合に失敗する場合があります。
コネクタは以下のものと一緒にレビューする必要があります。
利用可能なスペース。
挿入方向。
ロック方法。
振動条件;
組み立て順序。
サービス要件。
必要な電流。
コネクタに関する詳細な考慮事項については、以下を参照してください。 LiPo バッテリーコネクターとカスタム配線オプション.
保護システムは、バッテリーのアーキテクチャとデバイスの要件に従って選択する必要があります。
設計概要では、プロジェクトに以下が必要かどうかを明確にする必要があります。
過充電保護。
過放電保護。
過電流保護。
短絡保護;
温度監視。
セルバランシング。
充電状態情報。
通信機能;
充放電制御;
スマートなバッテリーインターフェイス。
単セルバッテリーには、比較的単純な機能を備えた保護回路が使用されている場合があります。マルチセル バッテリ パックでは、セルの監視、バランシング、障害記録、通信、またはシステム統合のために、より高度な BMS が必要になる場合があります。
購入者は、保護システムの役割についても説明する必要があります。
充電器はバッテリーによって制御されていますか?
デバイスにはバッテリーステータス情報が必要ですか?
NTCは必要ですか?
デバイスは SMBus、CAN、または別のプロトコルを通じて通信しますか?
BMS はバッテリーエンクロージャの内側または外側に配置する必要がありますか?
保護システムの選択に関する一般的な説明については、次のリンクを参照してください。 LiPo バッテリーの PCM と BMS.
バッテリーの性能と設計要件は、動作環境によって大幅に変化する可能性があります。
仕様には以下を含める必要があります。
動作温度範囲;
保管温度。
充電温度;
湿度;
振動;
ショック;
粉塵や水にさらされる。
高度;
屋内または屋外での使用。
予想される耐用年数。
インストール前の保管期間。
充電条件と放電条件は同じではない可能性があるため、温度は特に重要です。屋外、産業機器の内部、または発熱部品の近くで使用されるバッテリーには、追加の熱評価が必要な場合があります。
設計では、バッテリー収納部が以下であるかどうかも識別する必要があります。
完全に密閉されています。
通気性あり。
熱源の近く。
直射日光にさらされる。
繰り返しの機械的動作にさらされます。
セル、保護システム、エンクロージャ、およびテスト計画を選択する前に、これらの詳細を考慮する必要があります。
カスタム バッテリーは、目的の充電システムと互換性がある必要があります。
提供する：
充電器のタイプ;
充電器の出力電圧;
最大充電電流。
充電方法;
バランスチャージ要件。
充電コネクタ;
充電温度制限。
予想される充電時間。
デバイス内で充電が行われるかどうか。
バッテリーのメーカーは、充電器、バッテリー、保護システム、デバイスがどのように連携して動作するかを理解する必要があります。充電器を除くバッテリーの仕様は不完全である可能性があります。
充電器は公称バッテリー容量のみに基づいて選択しないでください。また、バッテリー構成、保護設定、充電電圧、電流制限、およびアプリケーション条件とも一致する必要があります。
大量生産の前に、バッテリー設計をデバイスに対して検証する必要があります。
プロジェクトの最初の概要では、次のような予想される検証範囲を特定する必要があります。
能力テスト。
充放電試験;
実行時検証。
ピーク電流テスト。
内部抵抗測定;
温度監視。
コネクタとケーブルの検査。
機械的なフィット感。
振動または衝撃試験。
充電と放電を繰り返す。
デバイスレベルの統合テスト。
テスト条件は可能な限り明確に定義する必要があります。容量の結果は、電流、温度、カットオフ電圧、充電方法、テスト機器によって異なる場合があります。
サンプルは、意図した製品設計を表す必要があります。テスト後にセル、保護基板、コネクタ、ワイヤ、またはエンクロージャが変更された場合、プロジェクトには追加のレビューまたは再検証が必要になる場合があります。
要件レビュー、プロトタイプ開発、検証、パイロット生産、量産の段階ごとのビューについては、以下を参照してください。 試作から量産まで: カスタムバッテリーの開発段階.
この記事では、設計と見積もりの前に必要な情報に焦点を当てます。詳細なサンプル合格基準は、別のバッテリー サンプル検証ガイドで処理する必要があります。
コンプライアンス要件は、バッテリーの構造、仕向け市場、製品カテゴリ、輸送方法、および顧客の要件によって異なります。
見積もりの前に、プロジェクトに以下が必要かどうかを確認してください。
UN 38.3 テスト文書。
SDS または MSDS;
製品仕様;
バッテリーラベル。
書類を輸送する。
RoHS またはその他の材料宣言。
市場固有の要件。
顧客固有の検査記録。
購入者は以下についても明確にする必要があります。
目的地の国。
配送方法;
製品分類;
バッテリーが機器に組み込まれた状態で出荷されるかどうか。
顧客がテストレポートまたは宣言を必要とするかどうか。
文書で特定のバッテリーモデルまたは生産設計をカバーする必要があるかどうか。
認証および輸送に関する文書は、最終的なバッテリー構造と照らし合わせて検討する必要があります。以前のプロトタイプのドキュメントは、後の製品設計を自動的に表すとは限りません。
お見積りをご依頼いただく前に、以下の項目をご確認ください。
デバイス名とアプリケーション。
動作モード。
ランタイムターゲット。
動作環境;
予想される生産段階。
公称電圧;
フル充電電圧。
容量;
通常の電流。
ピーク電流。
充電電流。
カットオフ要件。
最大長。
最大幅。
最大厚さ;
重量制限;
コネクタスペース。
取付方法；
ケーブルルート。
エンクロージャのクリアランス。
PCM または BMS。
NTC;
セルバランシング。
コミュニケーション;
コネクタ;
ワイヤーの長さ;
ワイヤー出口位置。
試作品の数量。
推定生産量;
サンプルテストの要件;
ターゲット市場;
文書の必要性。
梱包と配送の要件。
プロジェクトが見積に向けて進んでいる場合は、主なコスト要因も見直す必要があります。別のガイド カスタム リチウム バッテリー パックのコストと OEM 価格要素は、 調達チームがその議論に備えるのに役立ちます。
最初のステップは、デバイスのアプリケーションとその電気的、機械的、環境的、および生産要件を定義することです。バッテリーは電圧や容量だけで選ぶのではなく、機器に合わせて設計する必要があります。
バッテリーの電圧、容量、電流需要、寸法、コネクタの詳細、アプリケーション、動作環境、予想される数量、および PCM/BMS、テスト、またはコンプライアンス要件を送信します。
デバイスの構造と利用可能な設置スペースに応じて、カスタムのバッテリー寸法を開発できます。最終的なサイズには、絶縁体、保護コンポーネント、コネクタ、ケーブル、公差、およびアセンブリのクリアランスを含める必要があります。
デバイスと保護の要件を説明する必要がありますが、正確な BMS モデルを自分で選択する必要はない場合があります。メーカーは、バッテリー構成、電流、充電方法、通信ニーズ、および動作条件を検討した後、適切な PCM または BMS を推奨します。
コネクタは、電気的互換性、アセンブリ、ケーブル配線、利用可能なスペース、保守性に影響します。サンプリング前にコネクタの種類、極性、位置、ケーブルの長さ、電線の取り出し方向を確認してください。
サンプルには、容量、充放電、実行時間、電流、温度、機械的適合、コネクタ、およびデバイス統合テストが必要な場合があります。最終的な検証計画は、アプリケーションおよび合意された仕様と一致する必要があります。
完全な仕様は、カスタム リチウム バッテリー プロジェクトを成功させるための基礎です。
OEM バイヤーは、見積もりまたはサンプルをリクエストする前に、アプリケーション、電圧、容量、電流需要、寸法、バッテリー構造、コネクタ、保護システム、充電方法、動作環境、テスト要件、生産上の期待、およびコンプライアンス文書を定義する必要があります。
カスタム バッテリー設計チェックリストの目的は、購入者にすべての技術的な決定を単独で行うよう強制することではありません。これは、実現可能性を評価し、リスクを特定し、適切な設計を推奨し、より正確な見積もりを作成するために十分な信頼できる情報を電池メーカーに提供するためです。
